높은 가속도 및 최대 80°C: 3D 프린터를 위한 신뢰할 수 있는 선형 베어링

• 필요한 것: E2 마이크로 시리즈의 에너지 체인, 드라이린® R 선형 플레인 베어링, 이글리듀어로 제작된 선형 플레인 필름® E7, 드라이스핀® 스핀들 가이드
• 요구사항: 적용 분야의 베어링은 최대 80°C의 높은 가속과 온도를 영구적으로 견딜 수 있어야 합니다.
• 산업: 3D 프린터
• 고객을 위한 성공: 재순환 볼 부싱과 달리 iglidur® 선형 포일은 비용 효율적인 대안으로 입증되었습니다. 또한 진동이 적고 윤활 및 유지보수가 필요 없으며 내구성이 뛰어납니다.

2012년에 설립된 Kühling&Kühling은 고객에게 유연하고 쉽게 확장 가능한 3D 제조 솔루션을 판매합니다. 킬에 본사를 둔 이 솔루션 전문업체는 최초의 양산형 3D 프린터의 실현을 위해 안전한 케이블 라우팅을 위한 에너지 체인과 적합한 라이너 베어링 솔루션을 찾고 있었습니다. 베어링 기술에 대한 3D 프린터의 요구 사항은 매우 높습니다. 기계의 고성능을 위해서는 오랜 시간 동안 문제 없이 유지보수를 최소화하면서 높은 가속도를 견딜 수 있는 움직이는 부품이 필요합니다. 또한 역동적인 내부 작동으로 인해 최대 80°C에 이르는 엄청난 온도가 발생하기 때문에 적합한 소재를 찾아야 했습니다. 마지막으로 내장 부품은 정숙성 측면에서도 높은 요구 사항을 충족해야 했습니다.

독일 킬에 본사를 둔 Kühling(&)은 2012년부터 이러한 문제를 해결해 온 기업 중 하나입니다. 메카트로닉스 엔지니어인 요나스와 사이먼 퀼링은 3D 프린터 분야의 오픈 소스 하드웨어 개발 및 생산을 전문으로 하는 두 명의 설립자입니다. 1년 반의 개발 기간을 거쳐 2013년 말부터 첫 번째 제품인 RepRap Industrial( "" )을 양산하고 있습니다. 안정적이고 고품질의 신속한 프로토타이핑을 위한 비용 효율적인 솔루션으로, 특히 고강도 연속 사용에 적합합니다.

이 시스템은 지속적으로 추가 개발되고 있으며, 최근 버전 "v1.1.0" 으로 근본적인 업데이트와 다양한 개선이 이루어졌습니다. 고강도 열가소성 플라스틱과 섬유 충전 플라스틱부터 고무 탄성 소재에 이르기까지 특정 기본 사양을 충족하는 모든 소재를 가공할 수 있습니다. 가정용 또는 모델링용으로 사용할 수 있는 프린터는 매우 제한된 범위의 인쇄 재료만 사용할 수 있습니다. 소위 "바이오 플라스틱(" )이 주로 사용되는데, 이는 옥수수를 원료로 하며 일반적으로 산업용의 기술적 요구 사항을 견딜 수 없습니다. 이 플라스틱은 45°C 이상의 온도에서 이미 고장 나기 때문에 산업계의 온도 제한이 훨씬 높습니다. 다른 산업용 3D 프린터와 비교했을 때, 특히 가격 면에서 RepRap Industrial( "" )을 추천합니다. 이는 동급 시스템보다 약 25~30% 저렴합니다. 이러한 성공은 Kühling&Kühling이 옳았음을 증명합니다. 장치 수가 지속적으로 증가하고 있으며 1년 만에 4배로 증가했습니다.

고강도 열가소성 플라스틱과 섬유 충전 플라스틱부터 고무 탄성 소재에 이르기까지 특정 기본 사양을 충족하는 모든 소재를 가공할 수 있습니다.

사이먼 쿨링은 적합한 공급업체를 찾던 시절을 기억합니다: "시스템 개발을 시작했을 때 처음에는 클래식 볼 베어링을 생각했습니다. 여기에는 몇 가지 단점이 있었습니다. 첫째, 단가가 약 12유로로 너무 비싸고 둘째, 65°C의 작동 온도에서 작동이 멈춥니다. 이 시점에서 씰이 고장 나기 시작합니다. 그러면 씰이 고장 나기 시작하고 윤활유가 마모됩니다." 이로 인해 플라스틱 슬라이딩 표면을 가진 선형 플레인 베어링이 탄생했습니다. "비용상의 이유로 처음에는 아시아 제품을 테스트했습니다." 라고 Simon Kühling은 말합니다. "그러나 이러한 제품은 빠르고 장기적인 배송 능력은 말할 것도 없고 우리의 요구 사항을 충족하지 못했습니다."

케이블 배선을 위해 킬에 본사를 둔 이 전문업체는 설치 공간을 거의 차지하지 않고 특히 동적 응용 분야를 위해 개발된 E2 마이크로 시리즈의 에너지 체인을 선택했습니다. 또한 3D 프린터 세대의 선형 베어링 솔루션으로 드라이스핀® 스핀들 가이드, 드라이린® R 선형 플레인 베어링 및 이글리듀어® E7로 제작된 선형 플레인 필름이 사용되었습니다. 기존의 재순환 볼 부싱과 달리 iglidur® 소재로 제작된 선형 베어링은 비용 효율적이면서 동시에 고성능 솔루션임이 입증되었습니다.
소음 방출, 이동 가속도 및 연속 온도 저항에 대한 높은 요구 사항을 충족합니다. 또한 평생 무급유 선형 플레인 베어링은 유지보수가 필요 없기 때문에 특히 마모가 적고 사용 수명이 길다. 
빠른 이동 중에도 베어링 요소의 정확한 위치와 진동이 없기 때문에 고객은 3D 프린터로 최적의 생산 결과를 얻을 수 있습니다.

이구스의 리니어 및 드라이브 기술 "drylin®" ® 은 3D 프린터 설계자에게 항상 무급유로 24시간 내에 최소 주문 수량 없이 다양한 부품을 제공합니다. 고성능 플라스틱으로 제작된 선형 플레인 베어링의 또 다른 장점은 금속 또는 세라믹 볼과 같은 기계적 구름 소음이 없어 조용하게 작동한다는 것입니다.

총 12개의 이구스®베어링 제품이 "RepRap Industrial": 각 축을 가이드하는 강철 샤프트와 "iglidur®" 고성능 플라스틱으로 제작된 슬라이딩 포일이 있는 선형 가이드 어댑터, 축 구동용 리드 스크류 및 플라스틱 나사 너트로 구성됩니다. 선형 플레인 베어링은 재순환 볼 부싱과 설계가 동일하며 경제적이고 설치가 간편합니다. 또한 진동을 줄여줍니다. 3D 프린팅은 큰 힘을 발생시키지는 않지만 빠른 가속이 발생하기 때문에 이 점이 더욱 중요합니다. 이를 위해 축은 가벼워야 합니다.

igus®, 플라스틱 에너지 체인의 두 번째 주요 사업부 제품도 Kühling&의 3D 프린터에 사용됩니다. 여기에 사용되는 "E2 마이크로" 제품군의 체인은 매우 공간 절약적인 디자인, 가벼운 무게, 특히 부드러운 롤링 움직임이 특징입니다. 플라스틱 에너지 체인의 매끄러운 윤곽은 삽입된 케이블도 보호합니다.

igus® 의 온라인 카탈로그는 이미 우리에게 적합한 제품 범위와 제품에 대한 좋은 개요를 제공했습니다. 하지만 개인 상담을 통해 다양한 옵션 중에서 적합한 제품을 선택하는 데 많은 도움이 되었습니다."

또한 개별 구성 요소의 한계와 가능성 및 새로운 개발 가능성에 대한 끊임없는 대화가있었습니다. 예를 들어 후자는 슬라이딩 포일 영역에 적용되었습니다. 현재 제시된 "iglidur® E7" 슬라이딩 필름은 선형 움직임을 위해 특별히 개발되었습니다. 특히 강철, 크롬 도금 강철 및 모든 유형의 스테인리스 스틸로 만들어진 샤프트에서 높은 사용 수명과 낮은 마모율이 강점입니다. 작동 온도 범위는 -30~+80°C입니다. " E7" 은 직경 10~50mm의 슬라이딩 포일로 제공되며 "drylin® R" 시리즈의 모든 리니어 하우징과 결합할 수 있습니다.